Question

12．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如下表所示，實驗裝置如圖所示：

物理量	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升的高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.4	2.4
繩端移動的距離s/m	0.3	0.5	0.3
機械效率η	74%	57%	83.3%

（1）通過表格中數據分析可知，實驗1所用的實驗裝置是圖甲還是圖乙？你判斷的根據是什么？甲；拉力通過的距離是物體通過距離的3倍．
（2）導致實驗1和實驗2的機械效率不同的主要原因是動滑輪重力不同．
（3）已知甲圖中每個滑輪的重為0.5N，乙圖中每組滑輪（即兩個連在一起的滑輪為一組滑輪）重為0.8N，請計算出實驗1中克服摩擦和繩重所做的額外功為0.09J．

Answer 1

分析 （1）根據s=nh確定繩子的股數，判斷是哪一個滑輪組；
（2）從表中1、2兩次實驗數據可以看出，物重相同的情況下，動滑輪的重力不同，機械效率便不同，據此來總結結論；
（3）先根據W_總=Fs計算出總功；根據W_有=Gh計算有用功；根據W=Gh求出克服動滑輪重力所做的額外功，總的額外功減去克服動滑輪重力所做的額外功即為克服繩重和摩擦做的額外功．

解答 解：
（1）實驗1中，s=0.3m，h=0.1m，繩子的段數為：n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，所以實驗1是用甲圖做的實驗；
（2）比較實用數據1和2可知，在提升物重相同的情況下，動滑輪的重力不同，機械效率便不同，所以得出動滑輪的機械效率與動滑輪重力有關；
（3）實驗1中，總功應該為W_總=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，
有用功為W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
克服動滑輪重力所做的額外功：W_動=G_動h=0.5N×0.1m=0.05J，
額外功：W_額=W_總-W_有=0.54J-0.4J=0.14J，
克服繩重和摩擦做的額外功：W_額′=W_額-W_動=0.14J-0.05J=0.09J．
故答案為：（1）甲；拉力通過的距離是物體通過距離的3倍；（2）動滑輪重力不同；（3）0.09．

點評 本題主要考查了有用功、總功、機械效率的計算，在此題中，明確各力與距離的關系，熟練運動功、機械效率的公式進行計算是對我們的基本要求．